In dit voorjaar (2006) besloot de jongste QRP de west-Highland way in Schotland te gaan lopen. Een paar dagen voor vertrek kwam hij met een handje witte powerled's naar me toe met de vraag: "Pap, wat voor weerstanden moeten hier tussen om een zaklantaarn te maken *onschuldige blik* ??"
Op mijn vraag waarom hij niet een gewone zaklantaarn mee kon nemen, had hij de volgende argumenten: Een gewone gloeilamp vreet stroom, en dus batterijen. Ze kunnen slecht tegen vallen. De lichtintensiteit neemt af naarmate de batterijen leger worden. En last but not least: een forse zaklamp is zwaar, en als je in totaal 275km wil gaan lopen, weegt elke gram mee. Dus moest er wat slimmers komen….
Natuurlijk had ik stomweg wat weerstanden tussen die led's kunnen zetten, maar daar was een aantal van zijn argumenten niet mee opgelost. Ten eerste hebben die witte led's een vrij hoge doorlaatspanning: ca. 2,5V. Dat betekent al dat twee oplaadbare batterijen eigenlijk niet in aanmerking komen: dat moeten er minstens 3 zijn. Twee oplaadbare batterijen hebben samen immers een nominale klemspanning van 2,4V en dat is al minder dan de LED wil. Of het zouden twee gewone batterijen moeten worden. Maar die leveren nominaal 3V. De serieweerstand wordt dan vrij klein, waardoor bij het dalen van de spanning de intensiteit ook al snel minder wordt. En dat moest nou juist niet.
Het onvolprezen internet er maar eens bij gepakt. Na heel lang googlen vond ik een chinese schakeling die uitblonk door eenvoud:
Fig. 1 LED zaklantaarn schakeling. Klik op de figuur voor een vergroting.
Ook zonder het Chinees machtig te zijn was dit te begrijpen. De transistor Q1 doet al het werk, en vormt met de schottky diode D1 en transformator T1 een "flyback" converter. Dat werkt als volgt: via de secundaire winding van T1 wordt de basis van Q1 opengestuurd. Daarmee bouwt het veld in T1 zich op tot het verzadigingspunt bereikt is. Nu spert de transistor, en de opgebouwde energie in T1 wordt via D1 afgegeven aan C3. Op het moment dat het veld weer afgebouwd is, gaat de transistor weer open en begint het verhaal weer opnieuw. Om de stroom te begrenzen, meet de transistor Q2 de stroom door R2. Komt deze boven de 20mA (en dus de spanning boven de 660mV) dan sluit deze de basis van Q1 kort en beperkt daarmee de stroom. Simpel nietwaar. De led's D4 t/m D7 en weerstanden R3 en R4 kunnen optioneel toegevoegd worden. In mijn exemplaar zitten er maar 2; dat gaf al licht genoeg! Bij het testen bleek de schakeling al te werken met 1 oplaadbare batterij. Vanaf 1V werkt het al, en de intensiteit varieert niet van 1 tot 3,5 volt. Dat heeft ook een nadeel: je komt er pas achter dat de batterij(en) leeg zijn als-ie er mee stopt HI.
Ik heb voor de transistoren niet eens equivalenten gezocht. Stuut en Bruin in Den Haag had ze gewoon op voorraad. Die hadden ook een potkerntje waar ik de twee spoelen van 35 windingen 0,2 tot 0,5mm draad op legde. Net wat je op voorraad hebt; het is niet kritisch. Voor de diode nam ik wel iets wat er op lijkt: de eerste de beste snelle schakeldiode is ook goed. Met een minimum van 2 torren, 1 diode, 2 weerstanden en 1 elco had ik een prima zaklantaarn. Het ding is de hele vakantie meegegaan met 2 oplaadbare NiNH batterijen erin, en die zijn in 3 weken intensief gebruik niet geladen. Een uitstekend schakelingetje voor vakanties of de donkere dagen.